Opublikowano dziesiątki artykułów i wiele filmów na temat celu i interpretacji histogramu w postprodukcji. Służy zarówno do przechwytywania obrazu z kamery, jak i do procesów postprodukcji.
Na tym małym wykresie wygenerowano tony miazgi, wyjaśniając ogólny cel histogramu. Ale o tym wykresie można się jeszcze wiele nauczyć. W tym artykule wyjaśnię niektóre kwestie, skupiając się głównie na kwestiach związanych z postprodukcją.
Na tym obrazie dominują poszczególne wartości RGB. Dopiero pęknięcia chodnika i plamy bieli w cemencie powodują skoki na zewnętrznych krawędziach wykresu.
Niektóre artykuły, które czytałem, przedstawiają histogram jako Święty Graal fotografii cyfrowej, a nawet opisują idealny kształt histogramu. Inni opisują histogram jako dokładne objawienie stanu zdrowia obrazu, coś w rodzaju cyfrowego EKG. Jednak inni całkowicie bagatelizują wartość statystycznej informacji zwrotnej i całkowicie pomijają jej główny cel. Poniżej wymienione są aktualne cytaty z samouczków i artykułów na temat histogramu.
Te dwa histogramy ujawniają więcej informacji, niż mogłoby się wydawać. Wykres RGB pokazuje te same stałe kolory żółty i niebieski, podczas gdy wykres Luminosity przedstawia połączoną jasność RGB (w rzeczywistości wartości równoważne w skali szarości).
Poprawiam obrazy od dziesięcioleci; na długo przed tym, jak wykres został publicznie zaprezentowany i od tego czasu pracuję z nim codziennie, więc chciałbym rozważyć plotki i wyjaśnić kilka faktów. Kiedy zrozumiesz podstawową funkcję i ograniczenia histogramu, przekonasz się, że jest on solidnym źródłem informacji zwrotnych.
Zdefiniowane pionowe linie histogramu
RUMOR # 1: Histogram jest graficznym planem obrazu cyfrowego. Pozioma rozpiętość reprezentuje zakres tonalny obrazu, a pionowe linie odzwierciedlają kontrast obrazu; im wyższe pionowe linie, tym większy kontrast zawiera obraz.
FAKT: Oś pozioma odzwierciedla zakres tonalny obrazu (od najciemniejszych do najjaśniejszych tonów), chociaż pionowe linie niewiele mówią o jego kontraście. Właściwie to rozkład poziomy ujawnia ogólny kontrast. Tony umiejscowione głównie po prawej stronie ukazują bardzo jasne (lub o wysokiej tonacji) obrazy, podczas gdy tony preferujące lewą stronę są ciemniejszymi (o niskiej tonacji).
Ekstremalna prawa ściana boczna przedstawia kolor biały, a skrajna lewa ściana wykresu reprezentuje jednolity czarny. Najwyższy (pionowy) szczyt wykresu wskazuje po prostu najwyższy stosunek pikseli zawierających ten konkretny ton koloru do innych. Najniższy poziom w pionie na wykresie wskazuje kolor tonu z najmniejszą liczbą pikseli obrazu.
Wykres po lewej stronie przedstawia wyraźny lub jasny obraz. Histogram po prawej stronie przedstawia przyciemniony lub ciemny obraz.
Kształt histogramu
RUMA NR 2: Dla histogramu preferowany jest kształt „góry”. Idealny kształt ukazuje pojedynczy szczyt rozpoczynający się na „ziemi” po jednej stronie, sięgający w górę do kształtu dzwonu w pobliżu środka i zwężający się ku ziemi po drugiej stronie. Idealny histogram zawiera informacje ze wszystkich kanałów, od lewej do prawej na wykresie.
FAKT: Jest tyle kształtów histogramów, ile jest obrazów. Nie ma czegoś takiego jak dobry lub zły histogram i nie ma czegoś takiego jak idealny histogram. Ponieważ te wykresy odzwierciedlają rozkład tonów w każdym obrazie, trudno będzie znaleźć dwa takie same.
Tylko obrazy zawierające głównie tony środkowe będą w rzeczywistości wyświetlać prawdziwy kształt dzwonu (góry) na histogramie, tak jak w lewym górnym rogu.
Obrzynek
RUMOR # 3: Skrajna lewa i skrajna prawa strona histogramu nigdy nie powinny uderzać w „ściany boczne” wykresu. Jeśli lewa lub prawa strona uderzy w ścianę i przesunie się pionowo w górę, wystąpi niepożądany efekt zwany „przycinaniem”, co oznacza, że na obrazie będą widoczne albo jednolicie czarne, albo jednolicie białe obszary „bez szczegółów”. Wykorzystaj znaki ostrzegawcze (The Blinkies i trójkąty) i unikaj przycinania na którejkolwiek skrajności tonalnej wykresu.
FAKT: W zależności od tego, czy obraz jest high-key (średni kontrast na czystym białym tle), czy low-key (dramatyczne oświetlenie na czarnym tle), każda strona góry może w rzeczywistości przypominać tonalny klif. Rzeczywista dynamika oświetlenia sprawia, że te wykresy wspinaczki po ścianach są całkiem do przyjęcia. Zdjęcia zrobione na białym, bezszwowym tle są celowo naświetlane, aby uzyskać zanikające białe tło.
Thunderbirds Sił Powietrznych USA krzyczący na bardzo jasnym niebie południowej Florydy w środku lata zostały uchwycone na tle całkowicie białych chmur. Widoczne wycięcie pokazane na histogramie dokładnie informuje o całkowicie białych chmurach.
Dystrybucja tonów
RUMA NR 4: Histogramy, na których widoczne są znaczne przerwy po obu stronach wykresu, powinny zostać dostosowane w celu bardziej równomiernego rozłożenia tonów. Dobrze ukształtowany histogram to szczęśliwy histogram.
FAKT: Prawdziwe oświetlenie nie wymaga, aby każda scena zawierała zarówno głębokie cienie, jak i jasne światła. Obrazy są czasami rozjaśniane lub przyciemniane niepotrzebnie, odsłaniając typowy błąd początkującego edytora. Wiele razy te skrajne skrajności wprowadzają emocjonalny nastrój, który zostałby utracony, gdyby obrazy zostały w ten sposób nadmiernie skorygowane.
Ta cieniowana scena o słabym kluczu zawiera w ogóle bardzo mało odcieni świateł.
Regulacja obrazu niszczy bogate kolory ciemnej sceny.
Luki w histogramie
RUMA NR 5: Sylwetka góry na histogramie powinna pozostać gładka, bez przerw ani szczelin w kształcie góry. Te płynne przejścia tonalne są niezbędne do zachowania pełnego zakresu wizualnego zdjęcia. Luki w sylwetce histogramu wskazują na przerwanie stopniowych tonów i spowodują powstawanie etapów pasmowych lub posteryzowanych. Te luki pojawiają się, ponieważ obraz JPEG.webp jest tylko 8-bitowy.
FAKT: Na histogramie jest tylko 256 pionowych pasków. Każdy poziomy pasek reprezentuje mniej niż połowę jednego procenta (0,4%) całkowitego zakresu tonalnego (100% / 256 = 0,390625%). Nawet jeśli zdjęcie zawiera bardzo stopniową zmianę odcieni na dużym obszarze (np. Bezchmurne niebo), Twoje oczy będą postrzegać „paski” tylko wtedy, gdy obraz JPEG.webp został zdegradowany przez wielokrotne funkcje zapisywania.
Obrazy JPEG.webp zawierają maksymalnie 256 poziomów (8-bitów) tonów między czarnym (jednolity kolor) a białym (bez koloru). Po wielokrotnym otwieraniu i zapisywaniu plików JPEG.webp liczba poziomów tonów może zostać znacznie zmniejszona i może wystąpić pasmowanie tonów.
Te dwa histogramy wyglądają zupełnie inaczej, chociaż obrazy są bardzo podobne. Jak widać, „rozczochrane” obrazy rzadko przerywają płynne tony na zdjęciu i często wyjaśniają więcej szczegółów.
Obrazy w pełnym zakresie
RUMA NR 6: Aby obraz mógł wyświetlać pełen zakres szczegółów zawartych w obrazie cyfrowym o wysokiej rozdzielczości, wymagane są 8-bitowe obrazy (256 poziomów tonów / kolorów na kanał skali szarości / RGB).
FAKT: Ludzkie oko jest zaprojektowane tak, aby skupiać się na szczegółach sceny lub obrazu. Detal jest produktem kontrastu, a kontrast jest zauważalny tylko wtedy, gdy sąsiednie kolory wykazują znaczne różnice. W większości przypadków im mniej kolorów jest wyświetlanych, tym bardziej oczywiste są różnice w tych kolorach. Brzmi to źle, ale w rzeczywistości jest całkiem korzystne. Może to być sprzeczne z popularną logiką, ale należy uznać fundamentalną prawdę. Obraz z najmniejszą liczbą kolorów (nazywany również głębią bitową) jest wielokrotnie najbardziej szczegółowy.
Górny obraz zawiera 256 poziomów kolorów na kanał RGB; lub do 16 800 000 000 kolorów. Dolny obraz zawiera tylko 15 poziomów kolorów na kanał RGB; tylko 3375 możliwych kolorów. Ten obraz wykorzystuje mniej niż 5% tonów używanych na górnym obrazie. Nie żyj ani nie umieraj w kwestii głębokości bitowej. Jest to ważne, ale podobnie jak w przypadku innych problemów w życiu, więcej niekoniecznie oznacza lepsze.
Oczywiście istnieje rozsądna granica tej ograniczonej obserwacji koloru. Zbyt kilka poziomów koloru spowoduje utratę płynnych przejść między kolorami, a tym samym utratę szczegółów.
Spróbuj tego ćwiczenia: otwórz zdjęcie w pełnym zakresie w programie Photoshop i zduplikuj obraz na innej warstwie. Otwórz Histogram (Okno / Histogram). Teraz wybierz Obraz> Dopasowania> Posteryzuj, wprowadź liczbę 15 i wyświetl obraz jako podgląd. Obserwuj okno Histogram podczas podglądu obrazu. Wykres wyświetli tylko 15 pionowych kolumn zamiast 256, ale obraz będzie wyglądał prawie tak samo.
Chodzi mi o to, że „luki” w zwykle gładkim histogramie niekoniecznie oznaczają wizualną katastrofę. Zamiast tego kilka luk może po prostu wprowadzić trochę więcej dramatyzmu do twoich obrazów.
Gładkie, płynące dźwięki
RUMOR # 7: Przechwytywanie cyfrowe powinno wyświetlać możliwie największą liczbę tonów, aby zachować płynne, ciągłe tony.
FAKT: Chociaż natura zapewnia ekstremalny poziom dynamiki i prawdziwą ciągłą gradację tonów, nie ma czegoś takiego jak cyfrowe obrazy „ciągłego tonu”. Słowo „cyfrowy” potwierdza to stwierdzenie. Praktycznie wszystkie obrazy cyfrowe składają się z kwadratowych pikseli wyświetlających indywidualne wartości tonów. Postrzeganie ciągłego tonu jest iluzją.
Te niebieskie piksele zostały uchwycone z nieba powyższego zdjęcia Thunderbirda. Plamka nieba pojawia się na oryginalnym obrazie jako ciągły ton, chociaż poszczególne powiększone piksele mają różne wartości. Górny histogram pokazuje łączną luminancję kanału, podczas gdy dolny pokazuje wartości poszczególnych kanałów RGB. To skomplikowane.
Wyczerpujące odniesienie
RUMOR # 8: Histogram to wyczerpujące, systematyczne i statystyczne zestawienie wszystkich wewnętrznych kolorów i tonów obrazu, od ciemnych do jasnych (100% - 0%).
FAKT: Każdy histogram ujawnia względne rozmieszczenie i rozkład wszystkich tonów i kolorów, ale ze względu na jego rozmiar istnieje poważne ograniczenie jego dokładności. Ponieważ histogramy oprogramowania do edycji są oparte na poziomym wykresie o szerokości tylko 256 pikseli, każda reprezentacja jest w najlepszym przypadku podstawowym przeglądem. Gdyby pełny zakres możliwych kolorów był naprawdę reprezentowany przez pojedynczy wykres, wykres zajmowałby ścianę pokoju o dobrej wielkości!
Zarówno górne, jak i dolne korekty tonalne były na tyle poważne, że spowodowały powstanie znacznych luk w histogramie i zmianę przesunięcia tonów w każdym zakresie, chociaż nie ma widocznych przerw w płynności każdej gradacji.
Pozwól, że rozbiję liczby. Ten wykres o szerokości 256 pikseli przedstawia potencjalny zakres kolorów każdego obrazu przy użyciu 8-bitowej (256 poziomów) interpolacji. Oznacza to, że wszystkie 16,8 miliona możliwych kolorów są przedstawione w zaledwie 256-punktowym histogramie. Dźwięki zmieniają się w krokach co 0,4%. Wykres znacznie wyolbrzymia różnicę między niewielkimi zmianami wartości tonalnej.
Ludzkie oczy ledwo dostrzegają półprocentową (0,5%) różnicę między tonami, dlatego 256 poziomów w obrazie JPEG.webp zapewnia iluzję ciągłego tonu. Oznacza to, że histogram wykorzystuje mniej niż dwie pionowe kolumny, aby przedstawić pojedynczy procent zmiany wartości.
Dwie dolne plamy są oddzielone tylko 1% tonem, chociaż twoje oczy mogą mieć problem z dostrzeżeniem różnicy. Górne pasmo pokazuje stopniową zmianę między dwiema wartościami.
Co to wszystko oznacza? Po prostu histogram zapewnia dobre oszacowanie ogólnego rozkładu tonów, ale nie można na nim polegać, jeśli chodzi o dokładny pomiar. Kilka luk na wykresie rzadko będzie widocznych dla ludzkiego oka.
Zakończyć
Histogram jest cennym narzędziem służącym do szybkiego przeglądu makijażu i kształtu tonalnego obrazów cyfrowych. Nigdy nie miał być przerażającym narzędziem odniesienia.
Naucz się używać histogramu do dostarczania interaktywnych informacji zwrotnych podczas wykonywania czynności edycyjnych, ale doceniaj wykres za informacje, które dostarcza; głównie definiuje rozkład tonów, świateł i cieni.
Histogram nie pokazuje, czy obraz wymaga wewnętrznych korekt w celu ujawnienia ukrytych szczegółów. To zupełnie inny temat.
Przesuwaj piksele i bądź skupiony.